Izboljšana antimelanogeneza in antioksidativni učinki polisaharida iz semen Cuscuta Chinensis Lam po encimski hidrolizi
Mar 30, 2023
Povzetek
Polisaharid Cuscuta chinensis (CPS) je bil ekstrahiran z vročo vodo in encimsko hidroliziran polisaharid C. chinensis (ECPS) je bil proizveden s postopkom encimske hidrolize mananaze. Namen te raziskave je bil raziskati antimelanogeno delovanje ECPS in CPS v celicah melanoma B16F10. In vitro antioksidativno aktivnost so ocenili z njihovo zmanjševalno močjo železovega železa in aktivnostmi DPPH, ki lovijo proste radikale. Porazdelitev molekulske mase polisaharidov je bila določena s pomočjo SEC-MALLS-RI. CPS je bil uspešno encimsko razgrajen z uporabo manoze in uteženi povprečni molekulski masi CPS in ECPS sta bili 434,6 kDa in 211,7 kDa. Rezultati testov biološke aktivnosti kažejo, da ima encimsko hidroliziran polisaharid boljše antimelanogeno delovanje in antioksidativni učinek kot prvotni polisaharid. ECPS je pokazal antimelanogeno delovanje z znižanjem izražanja tirozinaze, MITF in TRP-1 brez citotoksičnih učinkov v celicah melanoma B16F10. Skratka, ECPS ima potencial, da postane izdelek za beljenje kože. Glede na ustrezne študije,cistancheje navadno zelišče, ki je znano kot "čudežno zelišče, ki podaljšuje življenje". Njegova glavna sestavina je cistanozid, ki ima različne učinke, kot so antioksidativni, protivnetni in spodbujanje imunske funkcije. Mehanizem medcistancheinbeljenje koželeži v antioksidativnem učinku cistančnih glikozidov.Melaninv človeški koži nastaja z oksidacijo tirozina, ki jo kataliziratirozinaza, oksidacijska reakcija pa zahteva sodelovanje kisika, zato radikali brez kisika v telesu postanejo pomemben dejavnik, ki vpliva na proizvodnjo melanina. Cistanche vsebuje cistanozid, ki je antioksidant in lahko zmanjša nastajanje prostih radikalov v telesu.zaviranje proizvodnje melanina.
Uvod
regulator genov za biosintezo melanina. MITF sodeluje tudi pri uravnavanju pigmentacije, proliferacije in diferenciacije melanocitov (5). signalizacija receptorja a-MSH-melanokortina 1 se pojavi v melanogenih specifičnih encimih, vključno s TRP-1; tirozinazo uravnava tudi MITF (5). Številna sredstva za beljenje kože imajo antimelanogene učinke z uravnavanjem izražanja tirozinaze ali zaviralnimi učinki na aktivnost tirozinaze. Poleg tega na vsebnost melanina vplivata tudi znotrajcelična raven antioksidantov in proizvodnja prostih radikalov (6). Zato so inhibitorji tirozinaze in antioksidantne spojine pogosto izbrani kot sredstva za beljenje kože. Cuscuta chinensis Lam., ki se v kitajščini imenuje TuSiZi, je tradicionalna kitajska medicina, ki se na splošno uporablja kot funkcionalna hrana in je znano, da krepi sposobnost reproduktivnega sistema (7). V zadnjih letih so nekatera poročila pokazala njegovo uporabo za zdravljenje peg in vitiliga (8). Druga poročila so pokazala, da pozitivno vpliva na zaščito kože (9) in inducira zaviranje aktivnosti tirozinaze (10).

Kliknite Rou Cong Rong Prednosti za beljenje
Vprašaj za več:
david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501
Polisaharidi so glavne sestavine vodnega izvlečka C. chinensis Lam. semena, za katera velja, da delujejo proti apoptozi (11) in imunološko (12). Prejšnji rezultati analize so pokazali, da C. chinensis Lam. polisaharid je sestavljen iz fruktoze, manoze, ksiloze in arabinoze; manoza je glavna sestavina sladkorja (13). Mnogi raziskovalci so dokazali, da viskoznost (14), porazdelitev molekulske mase (Mw) (15) in delež monosaharidov (16) polisaharidov močno vplivajo na njihovo bioaktivnost. Poleg tega so nedavne raziskave pokazale, da imajo razgrajeni polisaharidi z nizko Mw večjo antioksidativno in zaviralno aktivnost tirozinaze kot prvotni polisaharid (17). Tako je proizvodnja polisaharida z nizko Mw iz C. chinensis Lam. seme je potrebno za izboljšanje njegove bioaktivnosti. Med različnimi procesi razgradnje so glavne prednosti encimske razgradnje specifičnost substrata, visoka selektivnost in blagi pogoji, pri katerih nastanejo hidrolizati z dobro definiranimi strukturami (18).
Na podlagi teh farmakoloških študij smo domnevali, da sta polisaharid C. chinensis (CPS) in encimsko hidroliziran polisaharid C. chinensis (ECPS) lahko učinkovita botanična zdravila za izboljšanje hiperpigmentacije. Manaza je bila uporabljena za pridobivanje nizke Mw ECPS iz semen. Poleg tega so ocenili antimelanogenezo in antioksidativno aktivnost polisaharidov z različno Mw ter raziskali razmerje med bioaktivnostjo in Mw polisaharidov.
Material in metode
Reagenti
Kemikalije za encimsko in antioksidativno delovanje smo nabavili pri Sigma Co. (ZDA). Vsi ostali reagenti in kemikalije so bili kupljeni pri Aladinu (Kitajska).
Priprava CPS in ECPS
Zdravilne snovi iz semen Cuscuta chinensis Lam je zagotovil Guang Dong Feng Chun Pharmaceutical CO., LTD (Kitajska). Približno 500 g suhih materialov smo zdrobili v prah in jih namakali s 1200 ml 80-odstotnega etanola 24 ur pri sobni temperaturi, da smo odstranili lipide, oligosaharide in obarvane materiale. Predobdelane vzorce smo infiltrirali s krpo, nato pa smo posušeni ostanek trikrat ekstrahirali s 3000 ml vode pri 90 stopinjah. Vodne ekstrakte smo ločili od ostanka s centrifugiranjem (4000 g 5 minut pri 22 stopinjah) in nato koncentrirali pri 70 stopinjah pod vakuumom; kondenzat smo oborili s 60 odstotnim etanolom pri 3 stopinjah 24 ur. Nazadnje smo oborino deproteinizirali z metodo Sevag, dializirali z membrano 3500 Da, liofilizirali in nato označili s polisaharidom C. chinensis (CPS).
Encimsko hidroliziran polisaharid C. chinensis (ECPS) je bil pridobljen s hidrolizo z manozo (0,1 odstotka v natrijevem acetatnem pufru) v razmerju manoza/substrat 5:1 (v/w) pri 60 stopinjah, pH 4,5 za 6 ur. Nato smo reakcijo katalize prekinili v vreli vodi 10 minut. Reakcijsko raztopino smo centrifugirali pri 10,000 g 15 minut (4 stopinje), supernatant pa zbrali za dializo pri 3 stopinjah 3 dni z membrano 3500 Da, da smo odstranili majhne molekularne snovi, in ga liofilizirali.

Meritev SEC-MALLS-RI
Test inhibicije gobove tirozinaze
Celična kultura in test sposobnosti preživetja
Mišje celice melanoma B16F10 so bile kupljene pri Biochemistry and Cell Biology (Kitajska). Celice smo vzdrževali v Dulbeccovem modificiranem mediju Eagle (DMEM), dopolnjenem z 10 odstotki fetalnega govejega seruma (FBS), 100 mg/ml streptomicina in 100 i.e./ml penicilina pri 37 stopinjah v vlažnem okolju, ki vsebuje 5 odstotkov CO2. Celice so bile posejane na plošče s kulturo in dopolnjene z različnimi koncentracijami vzorcev in a-melanocite stimulirajočega hormona (a-MSH) 72 ur, da bi izmerili aktivnost znotrajcelične tirozinaze in kvantificirali vsebnost melanina.
Test 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolijevega bromida (MTT) je bil izveden za testiranje viabilnosti celic (20). Na kratko, 96-plošče z vdolbinicami so bile zasejane z mišjimi celicami melanoma B16F10. Volumen 50 ml 2 mg/ml MTT smo prenesli v vsako vdolbino po obdelavi s 100 ml različnih koncentracij vzorca 24 ur. Po 4- h inkubacije smo reakcijo prekinili in dodali dimetil sulfoksid, da raztopimo netopni nastali produkt. Absorbanco smo izmerili pri 590 nm z bralnikom mikroplošč.
Merjenje vsebnosti melanina
Določanje vsebnosti melanina smo izvedli z nekoliko spremenjeno metodo (21). Po izpiranju z ledenim PBS smo celice melanoma (2 × 104 celic na vdolbino) zasejali v 96-ploščo z vdolbinicami in inkubirali pri 37 stopinjah 48 ur. Nato smo v vsako vdolbinico dodali 100 ml NaOH (1N), da smo celice melanoma raztopili pri 80 stopinjah 30 minut. Lizat smo centrifugirali pri 15,000 g 15 minut (4 stopinje). Nato smo z bralnikom mikroplošč izmerili absorbanco pri 405 nm. Vsi poskusi so bili izvedeni v treh izvodih.
Test znotrajcelične aktivnosti tirozinaze
Železovo železo zmanjša moč
Preskus redukcijske moči železovega železa je bil izveden v skladu s predhodno objavljeno metodo z manjšimi spremembami (23). Različne koncentracije vzorcev (2 ml) ali Vc (pozitivna kontrola) so bile zmešane z 2 ml kalijevega fericianida (1 odstotek, m/v) in 2 ml fosfatnega pufra (0.2 M, pH 6,8). Po inkubaciji pri 50 stopinj 30 minut smo 2 mL trikloroocetne kisline (10 odstotkov, W/V) prenesli v reakcijsko mešanico in centrifugirali pri 4000 g 15 minut (22 stopinj). Supernatant (2 mL) smo zmešali z mešanico, ki je vsebovala 2 mL destilirane vode in 0,4 mL FeCl3 (0,1 odstotka, m/v). Po 10 minutah inkubacije pri 37 stopinjah smo absorbanco izmerili z čitalcem mikroplošč pri 700 nm.
Test aktivnosti lovljenja radikalov DPPH
Analiza izražanja beljakovin z Western blotom

Po 72-urnem zdravljenju z različnimi koncentracijami ECPS smo celice sprali s PBS in lizirali v pufru RIPA (150 mM NaCl v 50 mM pH 8.0 Tris-HCl). , 0.5 odstotkov natrijevega deoksiholata, 1,0 odstotka nedietnega P-40 in 0,1 odstotka natrijevega dodecil sulfata). Po centrifugiranju pri 10,000 g 25 minut (4 stopinje) smo zbrali supernatant lizatov. Proteine smo izpostavili 12-odstotni SDS-PAGE in nato prenesli na poliviniliden difluoridno membrano. Blokiranje je bilo izvedeno v tris-pufrirani fiziološki raztopini s Tween-20 in 2-odstotnim posnetim mlekom v prahu (TBST) in nato inkubirano 12 ur pri 4 stopinjah. Primarna uporabljena protitelesa so bila: anti-aktin (1:5000), anti-TRP-1 (1:500), anti-tirozinaza (1:500) in anti-MITF (1:1000). Primarna protitelesa smo odstranili in membrane dvakrat očistili s TBST. Po tem smo membrane s sekundarnim protitelesom, konjugiranim s hrenovo peroksidazo (Santa Cruz, ZDA), inkubirali 60 minut pri sobni temperaturi. Proteinske trakove smo ponovno sprali s TBST in vizualizirali s kompletom ECL (Amersham Pharmacia Biotech, ZDA) z uporabo sistema za slikanje UVP (UVP, ZDA).
Statistična analiza
Vsi rezultati so navedeni kot povprečje ± SD in poskusi so bili ponovljeni trikrat. Primerjave med skupinami so bile ocenjene z uporabo ANOVA, ki ji je sledil Dunnettov test. Posamezne primerjave med dvema skupinama so bile narejene s Studentovim t-testom. Vse statistične analize so bile narejene s programsko opremo SPSS (različica 16.0). Po0.05 se običajno šteje za statistično pomembno.
Rezultati
Mw in skupni polisaharidi ECPS in CPS
Celotna vsebnost polisaharidov v ECPS in CPS, izmerjena s fenol-žveplovo kislino, je bila 89,17 oziroma 90,26 odstotka. Medtem sta bila Mw ECPS in CPS izmerjena s SEC-MALLS-RI. Mw ECPS je bila 211,7 kDa, kar je bilo nižje od CPS (434,6 kDa). Slika 1A prikazuje relativno intenzivnost (RI) za ECPS in CPS; po encimski hidrolizi z manozo je bil najvišji retencijski čas ECPS daljši kot pri CPS. Kot je prikazano na sliki 1B, so bili različni utežni deleži polisaharidov prikazani kot funkcija molske mase vzorcev. Porazdelitev molske mase polisaharidov se je z encimsko hidrolizo bistveno spremenila. Diferencialni utežni delež ECPS v regiji z nizko Mw se je povečal, kar je nakazovalo, da je bil CPS encimsko razgrajen v polisaharid z nizko Mw.

Antioksidativne aktivnosti polisaharidov
Sposobnosti DPPH za odstranjevanje prostih radikalov ECPS in CPS so prikazane na sliki 2A. Aktivnosti lovljenja prostih radikalov vzorcev polisaharidov in Vc so pokazale aktivnost, odvisno od odmerka. V trenutni študiji je bila sposobnost CPS za lovljenje prostih radikalov nižja kot pri ECPS. Vendar sta oba pokazala nižji učinek lovljenja prostih radikalov kot pozitivni vzorec. Vrednosti IC50 za ECPS in CPS so bile 0.39 oziroma 0.51 mg/mL. Kot je prikazano na sliki 2B, je mogoče celotno antioksidativno aktivnost oceniti s testiranjem moči redukcije železovega železa. Koncentracije so se gibale od 0,1 do 1 mg/mL; oba vzorca polisaharidov in Vc sta pokazala antioksidativno aktivnost na način, ki je odvisen od odmerka. Poleg tega je bila vrednost absorbance ECPS vedno višja od vrednosti CPS pri isti koncentraciji.
Vpliv ECPS in CPS na aktivnost gobove tirozinaze in sposobnost preživetja celic
Kot je prikazano na sliki 2C, je inhibitorna aktivnost polisaharidov (0.1B1 mg/mL) za tirozinazo predstavljala razmerje, odvisno od odmerka. Poleg tega je bil zaviralni učinek ECPS vedno večji kot pri enaki koncentraciji CPS. Test MTT je bil izveden za oceno citotoksičnih učinkov ECPS in CPS v celicah melanoma B16F10. Kot je prikazano na sliki 2D, ni bilo pomembnih sprememb v viabilnosti celic B16F10 z različnimi koncentracijami (0B320 mg/ml) ECPS in CPS. Na podlagi teh rezultatov smo uporabili ta območja koncentracije v
nadaljnje raziskave.

Vpliv ECPS in CPS na znotrajcelično aktivnost tirozinaze in vsebnost melanina

Učinek ECPS na ravni beljakovin tirozinaze, MITF in TRP-1 v celicah B16F10
Diskusija
Naravni polisaharidi iz C. chinensis so bili deležni pozornosti zaradi dobrih učinkov na zaviranje tirozinaze, lovljenje prostih radikalov in zaščito kože (25–27). Vendar pa je malo raziskav osredotočeno na antimelanogenezno aktivnost encimske modifikacije polisaharidov. Prejšnje raziskave so pokazale, da so polisaharidi, razgrajeni s postopkom encimske hidrolize, pokazali boljši učinek lovljenja prostih radikalov (28). Poleg tega so biološke aktivnosti polisaharidov tesno povezane z njihovo porazdelitvijo Mw. Teoretično so polisaharidi z nizko Mw bolj aktivni kot polisaharidi z visoko Mw zaradi njihove visoke penetracije v celične membrane (29, 30). Vendar pa antimelanogenezni učinek ECPS na celice B16F10 še ni bil raziskan. Polisaharid z nizko Mw je bil pripravljen z encimsko hidrolizo z manozo.
Oksidativni stres lahko povzroči prekomerno količino prostih radikalov in povzroči oksidativne poškodbe. Prejšnje študije so dokazale, da je kožna bolezen tesno povezana s kopičenjem prostih radikalov (31). Poleg tega ima presežek prostih radikalov ključno vlogo pri zaviranju melanogeneze celic melanoma in rasti melanocitov (32). Tirozinaza je večnamenski oksidacijski encim, ki vsebuje bron in je ključnega pomena pri spodbujanju biosinteze melanina (33). Pigmentacija kože in različne kožne bolezni pa so tesno povezane s kopičenjem melanina in povzročajo resen estetski problem (34).
Aktivne sestavine z antioksidativnimi in antitirozinaznimi sposobnostmi lahko ščitijo kožo in zavirajo melanogenezo (35). Naši rezultati so pokazali, da je nižja Mw encimsko modificiranih polisaharidov pokazala boljše antioksidativne in antitirozinazne aktivnosti kot originalni polisaharidi in vitro. Izboljšanje se pripisuje večji površini in boljši topnosti v vodi, kar je bilo skladno s prejšnjo študijo (17), ki je pokazala, da ima razgrajeni polisaharid iz Sargassum fusiforme boljše delovanje proti tirozinazi in antioksidativno delovanje kot prvotni polisaharid.

Zahvala
Reference
23. Berker KI, Güc ¸lü K, Tor I˙, Apak R. Primerjalno vrednotenje testov antioksidativne zmogljivosti, ki znižujejo moč Fe(III) v prisotnosti fenantrolina, bat-ho-fenantrolina, tripiridiltriazina (FRAP) in fericianida reagenti. Talanta 2007; 72: 1157-1165, doi: 10.1016/j.talanta.2007.01.019.
24. Parejo I, Codina C, Petrakis C, Kefalas P. Vrednotenje čistilne aktivnosti, ocenjene s Co(II)/EDTA-inducirano luminolno kemiluminiscenco in DPPH ● (2,2-difenil-1 pikril hidroksil ) test prostih radikalov. J Pharmacol Toxicol Methods 2000; 44: 507–512, doi: 10.1016/S1056-8719(01)00110-1.
35. Perluigi M, De Marco F, Foppoli C, Coccia R, Blarzino C, Luisa Marcante M, et al. Tirozinaza ščiti človeške melanocite pred spojinami, ki ustvarjajo ROS. Biochem Biophys Res Commun 2003; 305: 250–256, doi: 10.1016/S0006- 291X(03)00751-4.






